阻尼板材干法混炼工艺研究

　　引　言

　　阻尼板材广泛应用于汽车、轮船、家用电器等领域,起减振降噪作用,其生产工艺主要包括原材料的混合和产品成型两大过程,而混合过程直接决定产品性能的优劣。传统工艺采用常温液态混合方式,将沥青、橡胶、树脂等物质先分别制成固含量为30-50%的乳化液。各种乳化液在搅拌釜中混合均匀后,加入粉体填料,再加入破乳剂,使乳液凝聚沉淀下来,经过滤、干燥后进行塑炼、压延等成型加工。这是典型的湿法生产过程,工艺流程见图1。

　　从上图可以看出,石油沥青、橡胶、树脂等物质都要进行乳化,乳化以后各物质进行第一步混合,然后再与碳酸钙、云母粉等粉料进行第二步混合。由此可见,乳液法工艺为了使物料混合均匀,首先加水对各种物质进行乳化,然后将水过滤、干燥除去。物料虽然可以很好地混合,但是每一种物质乳化过程多,制造工艺复杂,而水分的加入和除去,需要消耗大量能源。这是一条制造复杂,流程长,效益差的路线。我们利用沥青受热易熔化同时又与橡胶、树脂相溶性好的特点,对混合过程进行改造,采用干法混炼工艺生产阻尼板材,缩短了工艺流程,简化了操作,取得良好效果。

　　1　实验部分

　　1.1　实验设备及原料

　　捏合机,L-500型。开炼机,XK-160型。远红外干燥箱,SKG-01型。

　　采用频率响应测量材料的阻尼因子,所用仪器MM0002型磁性换性器、2511型振动仪、2010型外差分析仪等。其余性能指标用钢尺或游标卡尺测量。本实验所用橡胶,由东风橡胶(黄石)有限公司生产;石油尖沥青为中国石化总公司九江分公司10号和60号沥青。SBR、碳酸钙、云母粉,市售工业品。

　　1.2　操作过程

　　将10号和60号石油沥青分别加热熔化、脱水,然后按一定比例混合,再向其中加入橡胶、树脂等物质进行改性。沥青改性后放入捏合机中,最后加入碳酸钙、云母粉等无机粉料,强力搅拌混合。冷却后再在炼胶机上进行塑炼,在三辊压延机上进行压延出片等成型操作,工艺流程见图2。

　　2　结果与讨论

　　2.1　混合设备的选择

　　干法混炼的中心是将物质在一定温度下直接混合使用,混合的均匀程度决定工艺的成败。石油沥青在大于150℃时粘度小,变成流动的液体,搅拌容易,而橡胶、树脂等物质与石油沥青的密度相近,且同为油溶性物质,所以它们之间相溶性很好,在加热状态下容易均匀。加入碳酸钙、云母粉等无机粉料后,物质之间相溶性差,分散不均匀,物料粘度大,流动性小,平时用于液体搅拌的搅拌器搅不动,物料难以混合均匀,必须寻找合适的混合设备。我们选择采用捏合机。通过捏合机的双螺旋对物料进行强力搅拌,可以迅速将物料混合均匀。